航空生物燃料的前景



目前,生物燃料在汽车运输中的使用越来越活跃,但是飞机呢? 目前,在中国,使用这种燃料的问题已得到广泛研究,并且已经概述了未来的某些发展领域。
航空占欧盟温室气体排放量的3%,希望飞机中使用生物燃料可以帮助减少这一数字,并有助于实现国际航空运输协会的目标,即到2050年将航空碳排放量与2005年相比减少一半。
中英低碳学院的董崇成教授在接受《工程师》杂志采访时描述了生物燃料的发展前景。

我们离航空使用清洁燃料有多近?

生物燃料于2008年首次用于航空领域。 它是维珍大西洋航空公司,将20%的生物燃料与常规燃料混合。 多年来,又有几家公司对该技术进行了测试(新西兰航空,荷航),但是在这一领域的最新成就是中国航空公司海南航空(Hannan Airlines)在2017年使用的是将植物油和常规航空燃料混合后用于从中国飞往美国的航班。 。

这很好地证明了替代燃料的使用,因此取得了明显进展。

生物燃料减少航空排放的潜力是什么?

潜力巨大。 根据一项研究(2019年欧洲航空环境报告),生物燃料最多可减少90%的排放。

目前,欧盟航空生物燃料的生物添加剂生产估计约为每年230万吨,约占传统化石燃料的4%。

生物燃料的作用与煤油一样吗?

通常,测试给出了积极的结果。 目前,我们已经根据生物燃料的质量确定了可持续工作的界限,生物燃料的质量取决于生产过程以及原料的不同。

从我们进行的许多研究中可以清楚地看出,所生产的生物燃料含有过量的氧气。 因此,与常规喷气燃料相比,热值(能量密度)变得略低。 基于这些数据,我们开发了一种进一步处理此类生物燃料使其成为航空技术。

当然,当我们谈论在航空中使用生物燃料时,我们并不是在谈论完全替代生物燃料。 我们计划逐步取代“绿色”类似物。 首先,该过程将包括将两种类型的燃料(例如10%或20%的生物燃料)与常规航空煤油混合。 这将使我们减少二氧化碳。

您正在努力清洁生物燃料。 这是否意味着即使您有清洁的燃料,它仍然会燃烧严重?

是的,没错。 您必须具有清洁燃烧的机制,因为生物燃料的性质在物理性质和化学性质方面将不同于常规燃料。

问题是是否需要对发动机进行改造以使燃烧更清洁,或者是否需要某种形式的燃料进行燃烧而不会出现问题?

对此有很多观点,但是我们当然不尝试修改引擎,因为最终它会很昂贵并且不实用。

我们进行了很多测试,尤其是燃烧测试,以确保我们确实减少了排放量并获得了正确的效率。

您不希望燃料中途燃烧并导致燃烧问题的效率低下吗? 因此,严格的测试是绝对必要的,尤其是在航空领域,因为它涉及飞行安全。

生物燃料有许多不同的来源。 他们都是被考虑的还是有领导者的?

我从事第一代生物燃料的研究,该燃料使用粮食作物进行燃烧测试。 但是现在有一种趋势,转向不与食物竞争且不依赖土地的第二代和第三代生物燃料。

用过的植物油显然是一个很好的解决方案。 特别是在中国,食品工业,尤其是饮料工业中有大量的废植物油。 因此,向生物燃料转化有很大的余地。

原料取决于来源。 这种原材料最终取决于提取的国家。 目前,在中国有很多使用废油的机会,但欧盟情况并非如此。

在欧洲,寻找其他替代来源(例如烟梗或动物脂肪废物或木质纤维素基生物质)可能更合适。

木质纤维素用作生物质的基础-淀粉,甘蔗粕-所有这些都是潜在的生物燃料原料。 欧盟已将其中一些生物燃料认证为航空友好型产品,因此我们看到了这一领域的巨大进步。

藻类呢?

当然,从藻类开发生物燃料有许多希望,但是生产中存在许多问题。 欧盟仍无法从​​规模上使这一程序商业化。

在这一领域将有更多的研究。 这也是我也要考虑的领域之一,因为在中国,我们还有很多藻类。

如果您赌什么会成为未来的燃料,那会是什么?

我认为这是一种废植物油,还有木质纤维素生物质,具有转化为航空级生物燃料的巨大潜力。 仅仅因为有原材料,就有了技术,而成本下降才使批量生产成为现实只是时间问题。

您提到了费用。 我们如何解决这个问题?

这是问题之一,尤其是在生物燃料中。 与传统的化石燃料相比,生物燃料的价格大约高出两到三倍,这带来了一个问题。 因此,很明显,如果价格高昂,工业界将不愿采用这种燃料。

我认为,政治方面可能是帮助增加消费和刺激生物燃料使用的好方法。 因为最终我们试图解决一个更严重的问题-CO2排放量。

欧盟在这方面做得很好,事实上,在世界上许多国家中,旨在增加生物燃料使用的生物燃料领域有一系列不同的政治决策。

在中国,您可以看到政府如何努力将植物油的加工过程转化为生物燃料,因此在这一方向上有一定的政策。

从生产的角度来看,主要研究旨在解决增加转换收入以降低成本的问题。

除了成本外,还有什么阻止我们将生物燃料更广泛地引入航空业?

原材料的可用性是另一个问题。 紧迫的问题之一:我们能否获得足够的原材料来生产所需数量的燃料? 在物流方面,这怎么可能?

问题在于植物油的收集必须在不同的地方进行,考虑到这一过程在全国范围内的蔓延,出现了很多物流问题。 例如,“如何执行此操作?”,“价格会发生什么变化?”

对于木质纤维素生物质,是否存在适当数量的加工原料的问题引起了质疑。

如果中国生产一种生物燃料而欧洲生产另一种生物燃料,那么在国际航班方面该如何运作?

标准对于确保质量处于同一水平很重要,因此它们都应该兼容,如果需要使用不同类型的生物燃料为飞机加油,也应该没有问题。

仅在最近几年,根据国际ASTM标准认证的六种生物燃料才被释放。 这些标准包含了燃料以获取航空证书所必须具备的特性清单,这应该是所有生物燃料生产商的指南。

也就是说,一架飞机可以飞到不同的地方并用不同类型的生物燃料加油吗?

是的 这就是为什么需要合作的原因。 这可能是双赢的解决方案。

这可能会推动标准的实施以及在航空业中引入生物燃料。 因此,将有可能减少二氧化碳的排放。

PS-值得补充的是,除了液态生物燃料外,还可以过渡到天然气。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN482850/


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